La réticulation par irradiation—également connue sous le nom de réticulation par faisceau d’électrons—est un procédé qui utilise un faisceau d’électrons à haute énergie généré par un accélérateur d’électrons pour perturber puis reconstruire les liaisons moléculaires au sein des couches d’isolation et de gaine d’un câble. Lorsque ce faisceau d’électrons à haute énergie pénètre des matériaux tels que les polyoléfines, il agit comme une multitude de scalpels moléculaires fonctionnant simultanément : il sectionne tous les maillons faibles présents dans les chaînes moléculaires d’origine, puis les ressoude en une structure de réseau dense tridimensionnelle. Par conséquent, les matières premières acquièrent un ensemble unique de propriétés, notamment une résistance thermique exceptionnelle, une résistance aux acides et aux risques liés aux rayonnements, un degré élevé d’ignifugation et une ténacité supérieure.

(Évolutions de la structure interne avant et après la réticulation par irradiation)

Les fils et câbles isolés ignifuges réticulés par irradiation sont principalement utilisés dans des projets impliquant des habitations résidentielles, des immeubles de grande hauteur, des hôtels, des hôpitaux, des stations de métro, des centrales nucléaires, des tunnels, des centrales électriques, des mines, des installations pétrolières et gazières, ainsi que des usines chimiques. En outre, ils sont essentiels pour les circuits d’alimentation des systèmes d’urgence—tels que les systèmes d’alarme incendie, les équipements de sécurité, les systèmes d’extraction de fumée, les voies de transport d’urgence et l’éclairage de secours—dans tout lieu où la sécurité incendie constitue une exigence critique.

Les avantages des fils et câbles réticulés par irradiation par faisceau d’électrons comprennent :

1. Les produits réticulés par irradiation offrent des performances supérieures, une efficacité énergétique et une absence totale de pollution ;

2. La réticulation par irradiation est une méthode capable de produire des fils et câbles à la fois réticulés et ignifuges ;

3. Classe de résistance aux hautes températures. La classe de résistance à la température des produits réticulés par irradiation peut atteindre 105–150°C, tandis que les autres méthodes de réticulation chimique sont actuellement limitées à 90°C, et le PVC à seulement 70°C ;

4. Forte résistance aux rayonnements (excellente résistance au vieillissement et stabilité thermique), ainsi qu’une résistance supérieure à la fissuration ;

5. Les produits réticulés par irradiation subissent la réticulation à température ambiante ; ce procédé empêche le recuit du conducteur et élimine les défauts causés par les contraintes thermiques pendant la fabrication, évitant ainsi les contraintes thermiques au sein de la couche d’isolation.

(I) État actuel des applications du traitement par rayonnement dans l’industrie des fils et câbles de mon pays

Le développement de la technologie de traitement par rayonnement dans l’industrie des fils et câbles de mon pays se reflète principalement dans les aspects suivants :

1. Croissance rapide du nombre d’accélérateurs d’électrons et établissement d’une capacité de production à grande échelle. Au début des années 1990, l’industrie du câble a connu une forte hausse des investissements dans les lignes de production à accélérateurs d’électrons dédiées à la fabrication de fils et câbles réticulés par rayonnement. Porté par les avancées technologiques, le nombre de lignes de production à accélérateurs d’électrons détenues par l’industrie du câble a rapidement augmenté. Actuellement, bien que la capacité de production de mon pays en fils et câbles traités par rayonnement reste inférieure à celle des États-Unis, l’écart entre la Chine et des pays tels que le Japon, la Russie et ceux d’Europe occidentale s’est considérablement réduit ; par conséquent, la Chine est reconnue au niveau international comme le pays affichant le rythme de développement le plus rapide dans le domaine du traitement par rayonnement.

2. Progrès significatifs dans le développement du marché des produits de fils et câbles réticulés par rayonnement. Au cours des années 1990, la pénétration du marché des fils et câbles réticulés par rayonnement a rencontré d’importants obstacles. Ceux-ci comprenaient le retard du développement des techniques de traitement par rayonnement, la rareté des variétés de matières premières produites dans le pays—associée à leur qualité irrégulière—et les retards dans l’élaboration des normes nationales pertinentes. En conséquence, de nombreuses lignes de production à accélérateurs d’électrons fonctionnaient en sous-capacité, ce qui empêchait la pleine concrétisation de leurs avantages économiques. Ces dernières années, cependant, la situation s’est considérablement améliorée. Alors que la valeur annuelle de production des fils et câbles réticulés par rayonnement n’était que de 30 million RMB en 1992, elle a depuis bondi à près de 3 milliard RMB. Les produits qui ont été développés avec succès et qui ont établi des positions de marché relativement mûres comprennent principalement :

(1) Câbles aériens isolés en polyéthylène réticulé par rayonnement 10kV et 1kV. Cette catégorie de produits a marqué le premier grand triomphe de l’histoire de l’industrie chinoise des fils et câbles réticulés par rayonnement ; à ce jour, elle demeure le produit phare des câbles réticulés par rayonnement dans de nombreuses usines de fabrication de câbles.

(2) Câbles d’alimentation isolés en polyéthylène réticulé par rayonnement 1kV (y compris les variantes ignifuges, résistantes au feu et sans halogène/à faible émission de fumée). Ce produit figurait parmi les premières variétés de fils et câbles réticulés par rayonnement à avoir été développées ; toutefois, en raison de divers facteurs, il n’a pas réussi à être accepté par le marché pendant une longue période. Avec l’augmentation des investissements nationaux dans la modernisation du réseau électrique et l’accélération du développement économique, ces câbles ont progressivement gagné l’acceptation des autorités d’alimentation électrique et de l’ensemble des utilisateurs. Le remplacement des câbles d’alimentation isolés en PVC par des câbles d’alimentation isolés en polyéthylène réticulé (XLPE) est devenu une tendance irréversible ; leur volume d’utilisation augmente chaque année, et ils sont devenus le produit phare des câbles réticulés irradiés dans de nombreuses usines de fabrication de câbles. Par conséquent, ils sont classés comme une catégorie de produits de câbles irradiés à fort volume et à large application.

(3) Câbles de commande isolés en polyéthylène réticulé irradié (y compris les types ignifuges, résistants au feu et à faible émission de fumée, sans halogène). Tout comme les câbles d’alimentation, les câbles de commande isolés en PVC sont inévitablement destinés à être remplacés par des câbles de commande isolés en XLPE ; de plus, pour les câbles de petite section—en particulier ceux qui sont sans halogène et ignifuges—la méthode de réticulation par irradiation est la technique de fabrication privilégiée.

(4) Câbles d’éclairage d’aéroport isolés en polyéthylène réticulé irradié. Ce produit a été largement adopté par l’aviation civile et les aérodromes militaires.

(5) Câblage de locomotive isolé en polyoléfine réticulée irradiée 125°C. Ce produit a été accepté par le ministère des Chemins de fer et diverses usines de fabrication de locomotives ; toutefois, ses caractéristiques de performance attendent encore de nouvelles améliorations.

(6) Fils isolés en PVC réticulé irradié (XLPVC) 105°C. Les fils isolés en XLPVC ne peuvent *être fabriqués* qu’au moyen de la méthode de réticulation par irradiation. Actuellement, les produits de ce type sont principalement fabriqués conformément aux normes américaines telles que UL 1429, 1430, 1431 et 1672 ; ils sont utilisés comme câblage de composants pour des produits électroniques destinés à l’exportation, et les entreprises de fabrication de ces fils sont principalement concentrées dans les régions du delta de la rivière des Perles et du delta du Yangtsé.

(7) Fils isolés en polyoléfine réticulée irradiée 125°C–150°C. Actuellement, les produits de ce type sont principalement fabriqués conformément aux normes américaines telles que UL 3266, 3173, 3271, 3272 et 3321 ; ils servent de câblage de composants pour des produits tels que les moteurs électriques et les appareils d’éclairage destinés à l’exportation. La demande du marché pour ces fils est importante, et les entreprises de fabrication sont principalement concentrées dans les régions du delta de la rivière des Perles et du delta du Yangtsé.

(8) Câblage automobile basse tension réticulé irradié. Actuellement, deux principaux types de ces fils sont entrés sur le marché : premièrement, le câblage automobile isolé en PVC réticulé irradié 105°C ; et deuxièmement, le câblage automobile isolé en polyoléfine réticulée irradiée 125°C. Les normes adoptées comprennent celles des États-Unis (SAE), du Japon (JASO), de l’Allemagne (DIN) et de la France (PSA) ; toutefois, la variété et la qualité de ces produits n’ont pas encore pleinement répondu à la demande du marché, ce qui nécessite la poursuite d’importations à grande échelle.

(9) Parmi les autres produits développés avec succès figurent les câbles pour pompes à huile submersibles isolés en polyéthylène réticulé par irradiation, les câbles pour centrales nucléaires et les câbles haute tension pour téléviseurs couleur.

3. Divers matériaux spécialement conçus pour les fils et câbles réticulés par irradiation ont été développés avec succès, comprenant principalement :

(1) Matériaux d’isolation réticulés par irradiation de 1 kV à 10 kV pour câbles aériens ;

(2) Matériaux d’isolation et de gaine réticulés par irradiation, sans halogène, ignifuges, pour câbles de 90°C à 105°C ;

(3) Matériaux de câble en polyoléfine réticulée par irradiation 150°C ;

(4) Matériaux de câble en polyoléfine réticulée par irradiation 125°C ;

(5) Matériaux de câble en polychlorure de vinyle (PVC) réticulé par irradiation 105°C ;

(6) Matériaux réticulés par irradiation spécialisés pour câbles d’éclairage d’aéroport ;

(7) Matériaux d’isolation en polyoléfine réticulée par irradiation de 125°C à 150°C pour fils de sortie de moteur.

(II) L’écart par rapport aux normes internationales avancées et les défis existants

Comparé aux grandes nations de l’industrie de l’irradiation—telles que les États-Unis, l’Allemagne et le Japon—mon pays présente encore des écarts importants en matière de taille industrielle, de sophistication technologique et de concentration des talents. Les principaux défis et une analyse de leurs causes sous-jacentes sont présentés ci-dessous :

(1) Les entreprises engagées dans le traitement par irradiation des fils et câbles souffrent généralement d’un investissement insuffisant dans la technologie et d’une faible capacité d’innovation technologique. Au-delà de la simple possession d’équipements modernes, il est crucial de cultiver une solide capacité d’innovation technologique—englobant tous les aspects, de la conception des produits et de la science des matériaux aux procédés de fabrication et à l’ingénierie des équipements.

(2) Dans certaines régions, les entreprises souffrent de faibles taux d’utilisation des équipements et de performances économiques inégales. Même les entreprises affichant des résultats financiers relativement solides restent nettement en retard par rapport à leurs homologues des pays avancés en termes d’efficacité économique. Les causes de cet écart sont multiples, découlant principalement d’une variété limitée de produits existants et d’une concurrence féroce entre entreprises, qui, ensemble, font baisser les marges bénéficiaires. En outre, les normes de produits sont souvent en retard par rapport aux avancées du secteur, les efforts de marketing et de promotion sont insuffisants, les initiatives d’expansion du marché progressent lentement et la part de marché globale demeure faible. (3) Dans le traitement par irradiation des fils et câbles, certaines entreprises disposent d’équipements de ligne de faisceau d’accélérateur qui ne répondent pas aux spécifications de conception, couplés à un manque de capacités de surveillance de la ligne de faisceau. Par conséquent, la distribution de dose en surface des fils et câbles après irradiation est inégale ; cela les empêche de répondre aux exigences de modification des matériaux, ce qui entraîne un faible taux de conformité des produits.

(4) Le développement des produits reste largement limité à une gamme restreinte d’articles, tels que les câbles d’alimentation basse tension, les câbles aériens isolés, les fils de sortie de moteur, le câblage de locomotive et les câbles d’éclairage. Il existe une relative rareté de câbles irradiés haut de gamme et spécialisés—plus précisément ceux conçus pour les applications militaires, aérospatiales et de plateformes pétrolières offshore. Les raisons en sont triples : premièrement, le développement des matériaux accuse un retard sur l’investissement dans les équipements, laissant le domaine des matériaux de haute qualité réticulés par irradiation presque entièrement inexploré. Deuxièmement, il existe une pénurie de talents techniques spécialisés dans le traitement par irradiation, et les entreprises n’ont pas investi suffisamment dans la R&D, ce qui fait que le développement de nouveaux produits accuse un retard significatif. Troisièmement, la culture et la maturation du marché lui-même restent un processus en cours qui demande du temps.

(III) Tendances futures de développement

Les câbles irradiés continuent de progresser régulièrement en matière d’innovation technologique. Par exemple, des avancées telles que la technologie de contrôle dynamique du faisceau d’électrons, les techniques d’irradiation par faisceau d’électrons à haute énergie et les procédés de coextrusion à double couche ont non seulement amélioré la durabilité et la sécurité des fils, mais ont également rendu leurs processus de fabrication plus respectueux de l’environnement. À l’avenir, sous l’effet des progrès technologiques continus, les câbles irradiés devraient trouver des applications dans un éventail croissant de domaines—tels que les réseaux électriques intelligents et les systèmes de gestion énergétique à haute efficacité—ouvrant ainsi des perspectives de marché encore plus vastes.

Source : Association du fil et du câble du Shandong (Le contenu sera supprimé sur demande s’il porte atteinte à des droits.)